CN110919405A - 一种具有自动控制和紧固功能的数控机床 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有自动控制和紧固功能的数控机床，包括工作台、顶板、控制器、加工机构、若干紧固机构和两个支撑机构，加工机构包括电源、气缸、平板、第一电机、钻杆和两个供电组件，供电组件包括伸缩管、第一弹簧、导电杆和调节单，紧固机构包括固定板、吸盘、吸管、横板、第一竖杆和挤压组件，该具有自动控制和紧固功能的数控机床利用紧固机构中的挤压板抵靠在零件上和吸盘吸附在零件上，保证了对零件的紧固效果，避免零件加工过程中偏移抖动影响加工精度，不仅如此，利用加工机构可自动调节对零件的打孔钻洞深度，实现对零件的精密加工，提高了设备的实用性。

Description

一种具有自动控制和紧固功能的数控机床
技术领域
本发明涉及数控机床领域，特别涉及一种具有自动控制和紧固功能的数控机床。
背景技术
数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置，经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。
但是现有的数控机床在对零件进行钻洞、打孔加工处理时，难以精确控制孔洞的深度，导致加工精度降低，不仅如此，在对零件加工前，通常需要对零件进行紧固，避免零件松动影响加工效果，但是现有的紧固装置大都是对零件的外周进行紧固，而非对零件加工部位附近进行紧固，因此当零件尺寸较大时，需要一些大型的紧固装置，而零件尺寸较小时，需要更换成与之匹配的小型的紧固装置，如此，由于紧固装置更换安装拆卸繁琐，导致现有的数控机床实用性降低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种具有自动控制和紧固功能的数控机床。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有自动控制和紧固功能的数控机床，包括工作台、顶板、控制器、加工机构、若干紧固机构和两个支撑机构，所述顶板的两侧分别通过两个支撑机构设置在工作台的上方，所述控制器固定在工作台的上方，所述控制器内设有PLC，所述加工机构和紧固机构均设置在顶板的下方，所述紧固机构周向均匀分布在加工机构的下方；
所述加工机构包括电源、气缸、平板、第一电机、钻杆和两个供电组件，所述电源固定在顶板的下方，所述气缸的缸体固定在电源的下方，所述气缸的气杆的底部与平板固定连接，所述第一电机固定在平板的下方，所述第一电机与钻杆传动连接，两个供电组件分别位于气缸的两侧，所述供电组件包括伸缩管、第一弹簧、导电杆和调节单元，所述伸缩管竖直向上固定在平板的上方，所述导电杆的一端抵靠在电源的电极上，所述导电杆的另一端设置在伸缩管内，所述第一弹簧的底端与伸缩管内的底部连接，所述第一弹簧的顶端通过调节单元与导电杆连接，所述导电杆的顶端与第一电机电连接，所述气缸和电源均与PLC电连接；
所述紧固机构包括固定板、吸盘、吸管、横板、第一竖杆和挤压组件，所述固定板固定在顶板的下方，所述挤压组件包括挤压板、伸缩单元、第一竖管、第一密封板、第二弹簧、第二竖管、第二密封板、第二竖杆、平台和两个连接架，所述第一竖管竖直向下设置，所述第一密封板的外周与第一竖管的内壁密封连接，所述挤压板通过伸缩单元设置在第一密封板的下方，所述第二竖管竖直向上固定在固定板上，所述第二密封板的外周与第二竖管的内壁密封连接，所述平台通过第二竖杆固定在第二密封板的上方，所述平台的两侧分别通过两个连接架与第一竖杆的顶端的两侧固定连接，所述第一竖杆固定在横板的上方，所述横板的外周与吸管的内壁密封连接，所述吸盘通过吸管固定在第二竖管的下方，所述第一竖管与第二竖管连通，所述第二弹簧的两端分别与第一竖管内的底部和第一密封板连接，所述第二弹簧处于压缩状态，所述吸盘的底端与挤压板位于同一高度。
作为优选，为了固定导电杆的移动方向，所述伸缩管内设有固定框，所述固定框固定在伸缩管的内壁上，所述固定框的开口的形状为方形，所述导电杆的外周与固定框的内壁密封连接。
作为优选，为了便于调节导电杆和第一弹簧之间的距离，所述调节单元包括第二电机、丝杆、套管和两个连接板，所述第二电机和套管分别通过两个连接板与第一弹簧和导电杆连接，所述第二电机与PLC电连接，所述第二电机与丝杆的一端传动连接，所述丝杆的另一端设置在套管内，所述套管的与丝杆的连接处设有与丝杆匹配的螺纹。
作为优选，为了避免吸盘漏气，所述吸盘的下方设有密封圈。
作为优选，为了带动第一密封板移动，所述伸缩单元包括电动推杆，所述电动推杆与PLC固定连接，所述电动推杆的两端分别与挤压板和第一密封板固定连接。
作为优选，为了便于固定电动推杆的推杆移动方向，所述第一竖管内设有固定环，所述固定环固定在第一竖管的内壁上，所述固定环套设在电动推杆的推杆上。
作为优选，为了加固紧固机构的结构，所述固定板、第一竖管、第二竖管与吸管为一体成型结构。
作为优选，为了便于保证紧固效果，所述挤压板的制作材料为橡胶。
作为优选，为了保证第一电机的驱动力，所述第一电机为直流伺服电机。
作为优选，为了支撑顶板升降移动，所述支撑机构包括液压缸，所述液压缸的缸体固定在工作台的上方，所述液压缸的液压杆固定在顶板的下方。
本发明的有益效果是，该具有自动控制和紧固功能的数控机床利用紧固机构中的挤压板抵靠在零件上和吸盘吸附在零件上，保证了对零件的紧固效果，避免零件加工过程中偏移抖动影响加工精度，不仅如此，利用加工机构可自动调节对零件的打孔钻洞深度，实现对零件的精密加工，提高了设备的实用性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的具有自动控制和紧固功能的数控机床的结构示意图；
图2是本发明的具有自动控制和紧固功能的数控机床的排气机构的俯视图加工机构的结构示意图；
图3是图2的A部放大图；
图4是本发明的具有自动控制和紧固功能的数控机床的挤压机构的结构示意图；
图中：1.工作台，2.顶板，3.控制器，4.电源，5.气缸，6.平板，7.第一电机，8.钻杆，9.伸缩管，10.第一弹簧，11.导电杆，12.固定板，13.吸盘，14.吸管，15.横板，16.第一竖杆，17.挤压板，18.第一竖管，19.第一密封板，20.第二弹簧，21.第二竖管，22.第二密封板，23.第二竖杆，24.平台，25.连接架，26.固定框，27.第二电机，28.丝杆，29.套管，30.连接板，31.密封圈，32.电动推杆，33.固定环，34.液压缸。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，一种具有自动控制和紧固功能的数控机床，包括工作台1、顶板2、控制器3、加工机构、若干紧固机构和两个支撑机构，所述顶板2的两侧分别通过两个支撑机构设置在工作台1的上方，所述控制器3固定在工作台1的上方，所述控制器3内设有PLC，所述加工机构和紧固机构均设置在顶板2的下方，所述紧固机构周向均匀分布在加工机构的下方；
PLC，即可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程，其实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，一般用于数据的处理以及指令的接收和输出，用于实现中央控制。
用户在使用该数控机床时，可将零件放置在加工机构和紧固机构的下方后，通过控制器3进行操作，由PLC控制支撑机构启动，带动顶板2向下移动，使得紧固机构与零件的上表面接触后，通过紧固机构对零件进行固定后，加工机构启动，在零件的上表面进行打孔或者钻洞等加工操作。
如图2所示，所述加工机构包括电源4、气缸5、平板6、第一电机7、钻杆8和两个供电组件，所述电源4固定在顶板2的下方，所述气缸5的缸体固定在电源4的下方，所述气缸5的气杆的底部与平板6固定连接，所述第一电机7固定在平板6的下方，所述第一电机7与钻杆8传动连接，两个供电组件分别位于气缸5的两侧，所述供电组件包括伸缩管9、第一弹簧10、导电杆11和调节单元，所述伸缩管9竖直向上固定在平板6的上方，所述导电杆11的一端抵靠在电源4的电极上，所述导电杆11的另一端设置在伸缩管9内，所述第一弹簧10的底端与伸缩管9内的底部连接，所述第一弹簧10的顶端通过调节单元与导电杆11连接，所述导电杆11的顶端与第一电机7电连接，所述气缸5和电源4均与PLC电连接；
在紧固机构完成对零件的固定操作后，由PLC控制气缸5启动，增加气缸5的缸体内的空气量，使得气缸5的气杆带动平板6向下移动，进而使得第一电机7和钻杆8向下移动，钻杆8与零件的加工部位接触后，PLC控制两个供电组件启动，由伸缩管9内的调节单元控制第一弹簧10的顶端与导电杆11的底端的距离，此时，压缩状态的第一弹簧10通过调节单元推动导电杆11，使得导电杆11的顶端抵靠在电源4的电极上，而后PLC控制电源4通电，电源4的两个电极分别通过两个导电杆11向第一电机7进行供电，使得第一电机7在通电状态下，驱动钻杆8旋转，同时气缸5启动，增加其缸体内部的空气量，使得气杆向下移动，进而带动平板6向下移动，在平板6向下移动的同时，第一弹簧10的受压缩程度在逐渐缩小，当第一弹簧10的受压缩程度仅足以支撑调节单元和导电杆11的时候，此时导电杆11的顶端不再与电源4的电极接触，进而使得第一电机7处于断电状态，该机床无法继续对工作台1上的零件进行打孔或者钻洞，因此通过控制调节单元，可控制第一弹簧10与导电杆11之间的距离，进而使得平板6和钻杆8向下移动到一定距离后，第一电机7断电，第一电机7无法继续驱动钻杆8旋转对零件进行加工处理，如此，可精确控制对零件的打孔深度，进而提高了设备的实用性。
如图4所示，所述紧固机构包括固定板12、吸盘13、吸管14、横板15、第一竖杆16和挤压组件，所述固定板12固定在顶板2的下方，所述挤压组件包括挤压板17、伸缩单元、第一竖管18、第一密封板19、第二弹簧20、第二竖管21、第二密封板22、第二竖杆23、平台24和两个连接架25，所述第一竖管18竖直向下设置，所述第一密封板19的外周与第一竖管18的内壁密封连接，所述挤压板17通过伸缩单元设置在第一密封板19的下方，所述第二竖管21竖直向上固定在固定板12上，所述第二密封板22的外周与第二竖管21的内壁密封连接，所述平台24通过第二竖杆23固定在第二密封板22的上方，所述平台24的两侧分别通过两个连接架25与第一竖杆16的顶端的两侧固定连接，所述第一竖杆16固定在横板15的上方，所述横板15的外周与吸管14的内壁密封连接，所述吸盘13通过吸管14固定在第二竖管21的下方，所述第一竖管18与第二竖管21连通，所述第二弹簧20的两端分别与第一竖管18内的底部和第一密封板19连接，所述第二弹簧20处于压缩状态，所述吸盘13的底端与挤压板17位于同一高度。
在对零件进行加工前，首先需要通过紧固机构对零件进行固定，此时支撑机构启动，降低顶板2的高度位置，使得固定在顶板2下方的固定板12向下移动，进而使得紧固机构中挤压组件的挤压板17抵靠在零件的上表面，并且此时吸盘13的底端抵靠在零件的上表面，而后控制支撑机构停止运行，之后，伸缩单元启动，带动第一密封板19在第一竖管18内向上移动，压缩第二弹簧20，第二弹簧20反作用于伸缩单元上，使得挤压板17抵靠在零件表面，对零件进行紧固的同时，由于第一密封板19向上移动，将第一竖管18内的空气输送至第二竖管21内，进而使得第二竖管21内的第二密封板22向上移动，通过第二竖杆23带动平台24向上移动，平台24通过连接架25带动第一竖杆16向上移动，使得第一竖杆16拉动横板15在吸管14内向上移动，由于吸盘13的底端抵靠在零件的表面，从而使得吸盘13内部的压强小于外界的大气压，外界气压将吸盘13牢固地吸附在零件表面，如此，通过吸盘13吸住零件同时挤压板17抵靠在零件表面，利用两种紧固方式完成了对零件的紧固，避免加工过程中零件抖动或者偏移而影响零件的加工精度，进而提高了设备的实用性。
作为优选，为了固定导电杆11的移动方向，所述伸缩管9内设有固定框26，所述固定框26固定在伸缩管9的内壁上，所述固定框26的开口的形状为方形，所述导电杆11的外周与固定框26的内壁密封连接。利用固定在伸缩管9内壁上的固定框26，固定了导电杆11的移动方向，使得导电杆11可沿着固定框26的中心轴线进行平稳的移动。
如图3所示，所述调节单元包括第二电机27、丝杆28、套管29和两个连接板30，所述第二电机27和套管29分别通过两个连接板30与第一弹簧10和导电杆11连接，所述第二电机27与PLC电连接，所述第二电机27与丝杆28的一端传动连接，所述丝杆28的另一端设置在套管29内，所述套管29的与丝杆28的连接处设有与丝杆28匹配的螺纹。
PLC控制第二电机27启动，可带动丝杆28旋转，丝杆28通过螺纹作用在套管29上，进而使得套管29沿着丝杆28的轴线进行移动，进而使得套管29的远离丝杆28的一端与第二电机27的距离发生变化，通过两个连接板30实现了第一弹簧10顶端和导电杆11底端的距离发生变化。
作为优选，为了避免吸盘13漏气，所述吸盘13的下方设有密封圈31。利用密封圈31可填补吸盘13与零件表面的空隙，避免吸盘13漏气。
作为优选，为了带动第一密封板19移动，所述伸缩单元包括电动推杆32，所述电动推杆32与PLC固定连接，所述电动推杆32的两端分别与挤压板17和第一密封板19固定连接。PLC控制电动推杆32启动，可带动第一密封板19在第一竖管18内进行移动。
作为优选，为了便于固定电动推杆32的推杆移动方向，所述第一竖管18内设有固定环33，所述固定环33固定在第一竖管18的内壁上，所述固定环33套设在电动推杆32的推杆上。利用固定环33固定了电动推杆32的推杆的移动方向，便于第一密封板19保持稳定的移动。
作为优选，利用一体成型结构稳固的特点，为了加固紧固机构的结构，所述固定板12、第一竖管18、第二竖管21与吸管14为一体成型结构。
作为优选，为了便于保证紧固效果，所述挤压板17的制作材料为橡胶。橡胶不仅具有弹性，而且表面粗糙，保证挤压板17与零件表面之间足够的静摩擦力，进而保证了对零件的紧固效果。
作为优选，利用直流伺服电机驱动力强的特点，为了保证第一电机7的驱动力，所述第一电机7为直流伺服电机。
作为优选，为了支撑顶板2升降移动，所述支撑机构包括液压缸34，所述液压缸34的缸体固定在工作台1的上方，所述液压缸34的液压杆固定在顶板2的下方。PLC控制液压缸34启动，可通过调节液压缸34的缸体内的液压油的液压，控制液压杆升降移动，进而支撑顶板2升降移动。
该数控机构在对零件进行加工处理时，利用顶板2向下移动，使得吸盘13和挤压板17同时抵靠在零件表面后，由伸缩单元推动第一密封板19向上移动，利用第二弹簧20的反作用力，使得挤压板17抵靠在零件表面，保证紧固效果，并将第一竖管18内的空气输送至第二竖管21内，带动第二密封板22向上移动，通过第二竖杆23、平台24、连接架25和第一竖管18带动横板15在吸管14内向上移动，减小吸盘13内的压强，使得外界气压将吸盘13牢固吸附在零件表面，进一步保证对零件的紧固效果，而后气缸5带动钻杆8向下移动与零件接触后，利用调节单元调节第一弹簧10与导电杆11之间的距离后，电源4通过两个导电杆11对第一电机7供电，气缸5继续带动平板6向下移动，在移动一定距离后，导电杆11脱离电源4，使得第一电机7自动断电，进而可控制钻杆8的打孔深度，实现对零件的精密加工处理，提高了设备的实用性。
与现有技术相比，该具有自动控制和紧固功能的数控机床利用紧固机构中的挤压板17抵靠在零件上和吸盘13吸附在零件上，保证了对零件的紧固效果，避免零件加工过程中偏移抖动影响加工精度，不仅如此，利用加工机构可自动调节对零件的打孔钻洞深度，实现对零件的精密加工，提高了设备的实用性。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种具有自动控制和紧固功能的数控机床，其特征在于，包括工作台(1)、顶板(2)、控制器(3)、加工机构、若干紧固机构和两个支撑机构，所述顶板(2)的两侧分别通过两个支撑机构设置在工作台(1)的上方，所述控制器(3)固定在工作台(1)的上方，所述控制器(3)内设有PLC，所述加工机构和紧固机构均设置在顶板(2)的下方，所述紧固机构周向均匀分布在加工机构的下方；
所述加工机构包括电源(4)、气缸(5)、平板(6)、第一电机(7)、钻杆(8)和两个供电组件，所述电源(4)固定在顶板(2)的下方，所述气缸(5)的缸体固定在电源(4)的下方，所述气缸(5)的气杆的底部与平板(6)固定连接，所述第一电机(7)固定在平板(6)的下方，所述第一电机(7)与钻杆(8)传动连接，两个供电组件分别位于气缸(5)的两侧，所述供电组件包括伸缩管(9)、第一弹簧(10)、导电杆(11)和调节单元，所述伸缩管(9)竖直向上固定在平板(6)的上方，所述导电杆(11)的一端抵靠在电源(4)的电极上，所述导电杆(11)的另一端设置在伸缩管(9)内，所述第一弹簧(10)的底端与伸缩管(9)内的底部连接，所述第一弹簧(10)的顶端通过调节单元与导电杆(11)连接，所述导电杆(11)的顶端与第一电机(7)电连接，所述气缸(5)和电源(4)均与PLC电连接；
所述紧固机构包括固定板(12)、吸盘(13)、吸管(14)、横板(15)、第一竖杆(16)和挤压组件，所述固定板(12)固定在顶板(2)的下方，所述挤压组件包括挤压板(17)、伸缩单元、第一竖管(18)、第一密封板(19)、第二弹簧(20)、第二竖管(21)、第二密封板(22)、第二竖杆(23)、平台(24)和两个连接架(25)，所述第一竖管(18)竖直向下设置，所述第一密封板(19)的外周与第一竖管(18)的内壁密封连接，所述挤压板(17)通过伸缩单元设置在第一密封板(19)的下方，所述第二竖管(21)竖直向上固定在固定板(12)上，所述第二密封板(22)的外周与第二竖管(21)的内壁密封连接，所述平台(24)通过第二竖杆(23)固定在第二密封板(22)的上方，所述平台(24)的两侧分别通过两个连接架(25)与第一竖杆(16)的顶端的两侧固定连接，所述第一竖杆(16)固定在横板(15)的上方，所述横板(15)的外周与吸管(14)的内壁密封连接，所述吸盘(13)通过吸管(14)固定在第二竖管(21)的下方，所述第一竖管(18)与第二竖管(21)连通，所述第二弹簧(20)的两端分别与第一竖管(18)内的底部和第一密封板(19)连接，所述第二弹簧(20)处于压缩状态，所述吸盘(13)的底端与挤压板(17)位于同一高度。
2.如权利要求1所述的具有自动控制和紧固功能的数控机床，其特征在于，所述伸缩管(9)内设有固定框(26)，所述固定框(26)固定在伸缩管(9)的内壁上，所述固定框(26)的开口的形状为方形，所述导电杆(11)的外周与固定框(26)的内壁密封连接。
3.如权利要求2所述的具有自动控制和紧固功能的数控机床，其特征在于，所述调节单元包括第二电机(27)、丝杆(28)、套管(29)和两个连接板(30)，所述第二电机(27)和套管(29)分别通过两个连接板(30)与第一弹簧(10)和导电杆(11)连接，所述第二电机(27)与PLC电连接，所述第二电机(27)与丝杆(28)的一端传动连接，所述丝杆(28)的另一端设置在套管(29)内，所述套管(29)的与丝杆(28)的连接处设有与丝杆(28)匹配的螺纹。
4.如权利要求1所述的具有自动控制和紧固功能的数控机床，其特征在于，所述吸盘(13)的下方设有密封圈(31)。
5.如权利要求1所述的具有自动控制和紧固功能的数控机床，其特征在于，所述伸缩单元包括电动推杆(32)，所述电动推杆(32)与PLC固定连接，所述电动推杆(32)的两端分别与挤压板(17)和第一密封板(19)固定连接。
6.如权利要求5所述的具有自动控制和紧固功能的数控机床，其特征在于，所述第一竖管(18)内设有固定环(33)，所述固定环(33)固定在第一竖管(18)的内壁上，所述固定环(33)套设在电动推杆(32)的推杆上。
7.如权利要求1所述的具有自动控制和紧固功能的数控机床，其特征在于，所述固定板(12)、第一竖管(18)、第二竖管(21)与吸管(14)为一体成型结构。
8.如权利要求1所述的具有自动控制和紧固功能的数控机床，其特征在于，所述挤压板(17)的制作材料为橡胶。
9.如权利要求1所述的具有自动控制和紧固功能的数控机床，其特征在于，所述第一电机(7)为直流伺服电机。
10.如权利要求1所述的具有自动控制和紧固功能的数控机床，其特征在于，所述支撑机构包括液压缸(34)，所述液压缸(34)的缸体固定在工作台(1)的上方，所述液压缸(34)的液压杆固定在顶板(2)的下方。
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